论文部分内容阅读
本文的研究对象是西秦岭北带天水市伯阳镇保安村-元龙镇红星村地区出露的一套角闪岩相变砂岩地层,前人对这套变砂岩形成时代有不同看法,对其地质意义的研究目前还很薄弱。本文对伯阳-元龙地区变砂岩进行了岩石学、地球化学和碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素年代学研究,揭示了变砂岩的地质特征、矿物和岩石学特征、形成时代、物源区和沉积环境特征,并对变砂岩进行原岩恢复,在此基础上,结合西秦岭地区相关资料及已有的研究成果,探讨其构造意义。论文得到以下认识:(1)研究区变砂岩的原岩中含有偏基性的火山物质,经过角闪岩相变质形成变砂岩中的镁铁质矿物。变砂岩中石英含量很高且变质重结晶,但是却出现了黑云母和角闪石等镁铁质矿物,原岩中应该有一些偏基性的火山物质,其加入成熟度较高的石英砂岩再经过角闪岩相变质作用后出现暗色矿物。由于红星村变砂岩中镁铁质矿物含量明显高于保安村剖面的变砂岩,红星村剖面变砂岩原岩中的基性火山物质应该多于保安村剖面变砂岩的原岩。(2)对变砂岩进行的碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年结果表明,变砂岩碎屑锆石年龄的时间跨度极大(407~2483 Ma),伯阳镇保安村南部和元龙镇红星村南部样品最小年龄均为早泥盆世,且有多个测点的年龄数据落入早泥盆世范围,说明变砂岩的沉积时代不应早于早泥盆世,结合区域地质资料将这套地层划归中泥盆统。这可能是现有文献中,在西秦岭北带少有的中泥盆统物质记录。(3)伯阳镇保安村南和元龙镇红星村南的变砂岩样品中碎屑锆石U-Pb年龄分别在407-563 Ma和396-587Ma有最大峰值,对应北秦岭寒武纪到早泥盆世的岩浆活动;在905-1094 Ma和926-1085 Ma分别有一个次级峰值,该次级峰值年龄与秦岭造山带和扬子克拉通的岩浆活动时间对应,反映北秦岭与Rodinia超大陆聚合相关的物源,及来自扬子克拉通物源;在637-847 Ma和626-824 Ma有较小的几个峰值,可能反映了与Rodinia超大陆裂解有关的岩浆活动,这个时间段的岩浆活动目前在西秦岭地区报道得比较少。可识别的变质锆石年龄集中在700-1000 Ma和1700~1900 Ma这两个区间内,代表秦岭群变质岩。变砂岩中2粒具有榴辉岩相变质锆石稀土元素地球化学特征的碎屑锆石分别给出年龄767±10 Ma和800±9 Ma,说明新元古代西秦岭可能存在榴辉岩相的超高压变质带。(4)变砂岩的地球化学特征反映其主体形成于活动大陆边缘构造背景,碎屑锆石年龄特征反映其主要物源是西秦岭造山带和扬子克拉通,说明在中泥盆世时西秦岭造山带的天水-武山板块缝合带已经基本缝合,导致大量源自扬子克拉通的沉积物能够到达西秦岭北带;但当时天水-武山板块缝合带可能尚未完全缝合,局部仍存在活动大陆边缘环境。